本文關(guān)鍵詞：3005鋁合金在有機—無機混合酸體系中陽極氧化工藝及其性能探究

  更多相關(guān)文章： 3005鋁合金 混合酸電解液 陽極氧化 電化學(xué)阻抗法 耐堿性

【摘要】：3005鋁合金是鋁-錳系合金,具有耐腐蝕性好、導(dǎo)熱性能優(yōu)良和可加工性等優(yōu)點,在廚具用品、包裝材料、建筑用料、熱交換材料等方面都有廣泛的應(yīng)用。人們通常通過陽極氧化處理在鋁合金表面形成一層厚而致密的氧化膜,可以較大程度地提高鋁合金的耐磨性、硬度和耐腐蝕能力。然而鋁陽極氧化膜屬于兩性氧化膜,在酸性或堿性介質(zhì)中易于發(fā)生溶解而失去對鋁基體的保護能力,使得鋁合金的應(yīng)用范圍受到一定的限制。為提高鋁合金陽極氧化膜的耐堿性能,本文首先在以無機酸H2SO4為基礎(chǔ)的溶液中添加具有不同比例的有機酸A和有機酸B,形成混合酸電解液,利用恒電流方法對3005鋁合金進行硬質(zhì)陽極氧化研究。比較含有不同比例有機酸A與B的混合酸電解液對所制得的陽極氧化膜厚度,微觀形貌的影響,利用電化學(xué)阻抗方法比較氧化膜的耐堿性能,以確定有機酸A(多羥基有機羧酸)和有機酸B(二元有機羧酸)的最佳比例。獲得最優(yōu)氧化膜層的電解液組成如下:有機酸A:60 g/L,有機酸B:40 g/L,無機酸H2SO4:60 ml/L。以含有最佳比例有機酸A與B的混合酸電解液為研究對象,選取電流密度、氧化時間、電解液溫度三個氧化工藝參數(shù)對3005鋁合金陽極氧化工藝進行優(yōu)化。研究了各工藝參數(shù)對所得氧化膜的厚度、微觀形貌的影響,以電化學(xué)阻抗作為判斷膜層耐堿性能的依據(jù)。確定了有機酸A:B=6:4時混合酸電解液的最佳氧化工藝:電流密度:1.5 A/dm2,氧化時間30 min,氧化溫度5±2℃,該工藝可制得耐堿性能良好的氧化膜層。利用電化學(xué)阻抗法對混合酸法和傳統(tǒng)硫酸法制得氧化膜的耐蝕性能進行了比較,混合酸法氧化膜耐堿性明顯好于傳統(tǒng)硫酸膜。在最佳工藝條件下,將二元有機酸C和二元有機酸D替代二元有機羧酸B,研究了不同有機酸對氧化膜層厚度和微觀形貌的影響。以電化學(xué)阻抗作為判斷膜層耐堿性的依據(jù),結(jié)果表明,成膜效率:二元有機酸CDB;氧化膜的耐堿性:二元有機酸DBC。對分別含有二元羧酸B、C、D的混合酸電解液制得的陽極氧化膜進行沸水封閉處理,利用掃描電鏡研究沸水封閉對氧化膜形貌的影響,用電化學(xué)阻抗法評定其耐堿性。結(jié)果表明,沸水封閉可以提高膜層的耐堿性,在相同的氧化工藝條件下封閉后膜層耐堿性:二元羧酸DBC,與未封閉前趨勢一致。對已封閉的分別由三種有機酸制得的氧化膜進行堿溶液全浸試驗,觀察不同時間鋁陽極氧化膜的腐蝕行為,并用SEM觀察其表面和截面的微觀形貌。對有機-無機混合酸溶液中形成的3005鋁合金陽極氧化膜在堿液中的微觀腐蝕過程進行了分析討論。
【關(guān)鍵詞】：3005鋁合金 混合酸電解液 陽極氧化 電化學(xué)阻抗法 耐堿性
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-27
• 1.1 鋁及其合金概況12
• 1.2 鋁及其合金的腐蝕12-14
• 1.3 鋁陽極氧化膜結(jié)構(gòu)及其形成原理14-17
• 1.3.1 鋁陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)14-15
• 1.3.2 鋁陽極氧化膜形成原理15-17
• 1.4 陽極氧化膜性能的影響因素17-18
• 1.4.1 電解液17
• 1.4.2 電流密度17
• 1.4.3 氧化時間17-18
• 1.4.4 溫度18
• 1.4.5 鋁合金成分的影晌18
• 1.5 陽極氧化膜的制備18-21
• 1.5.1 硫酸陽極氧化18-19
• 1.5.2 草酸陽極氧化19
• 1.5.3 鉻酸陽極氧化19
• 1.5.4 混合酸陽極氧化19-21
• 1.6 陽極氧化膜的常規(guī)封閉方法21-23
• 1.6.1 沸水封閉21-22
• 1.6.2 高溫水蒸汽封閉22
• 1.6.3 鹽溶液封閉22-23
• 1.6.4 有機酸封閉23
• 1.7 鋁陽極氧化膜的腐蝕行為23-25
• 1.8 選題目的及意義25
• 1.9 本課題的主要研究內(nèi)容25-27
• 第2章 3005鋁合金有機-無機混合酸氧化工藝研究27-37
• 2.1 實驗材料與儀器27-29
• 2.1.1 實驗材料27-28
• 2.1.2 實驗儀器28-29
• 2.2 氧化膜的制備工藝流程29-30
• 2.2.1 實驗預(yù)處理29
• 2.2.2 陽極氧化實驗29-30
• 2.3 膜層性能檢測30-31
• 2.4 結(jié)果與討論31-36
• 2.4.1 3005鋁合金在復(fù)合電解液中陽極氧化曲線31-32
• 2.4.2 有機酸A與B比例對膜層性能的影響32-35
• 2.4.3 有機酸A與B比例對膜層形貌和顏色的影響35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 最佳比例下的氧化工藝及耐堿性探究37-47
• 3.1 實驗條件37-38
• 3.1.1 實驗儀器37-38
• 3.1.2 實驗藥品38
• 3.2 陽極氧化實驗38-39
• 3.2.1 氧化膜層的制備38
• 3.2.2 膜層性能檢測38-39
• 3.3 氧化工藝參數(shù)對膜層性能的影響39-45
• 3.3.1 不同電流密度對膜層性能的影響39-42
• 3.3.2 不同氧化時間對膜層性能的影響42-44
• 3.3.3 其他因素對膜層性能的影響44-45
• 3.4 最佳工藝下耐堿性45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 不同二元有機酸添加劑對膜層性能的影響47-59
• 4.1 實驗條件47-50
• 4.1.1 實驗儀器47-48
• 4.1.2 實驗藥品48
• 4.1.3 氧化膜的制備工藝流程48
• 4.1.4 陽極氧化實驗48-49
• 4.1.5 膜層性能檢測49-50
• 4.2 不同有機酸添加劑對膜層性能的影響50-52
• 4.2.1 不同有機酸添加劑對膜層厚度的影響50
• 4.2.2 不同有機酸添加劑對膜層形貌影響50-51
• 4.2.3 不同二元有機酸添加劑對膜層耐堿性影響51-52
• 4.3 沸水封閉形貌52-53
• 4.4 不同有機酸添加劑體系制得氧化膜封閉后阻抗譜53-54
• 4.5 堿溶液全浸試驗54-57
• 4.5.1 封閉氧化膜腐蝕后表面的顯微形貌分析55-56
• 4.5.2 封閉氧化膜腐蝕后截面的顯微形貌分析56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻61-67
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄67-68
• 致謝68

【參考文獻】

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本文編號：992921